許燕萍　劉一鳴

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院

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項目教學法在單片機教學中的應用

許燕萍劉一鳴

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院

文章針對單片機課程教學現(xiàn)狀，提出了項目教學法及其在單片機課程中的應用，并結(jié)合實例介紹了項目教學法的實施過程及取得的成效。

單片機 Proteus軟件 項目教學

單片機課程是高等院校電類專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)課，包括兩方面的內(nèi)容：單片機的原理與單片機的應用，這門課程對于學生專業(yè)技能的培養(yǎng)起著非常重要的作用，該課程理論性和實踐性結(jié)合較緊密，涉及的知識點多、難度大，如果沒有大量的實踐操作是不能學好這門課的，特別是對于?？茖W校的學生來說，學習單片機感到很困難，難以理解，更加談不上運用。

1　單片機課程教學現(xiàn)狀

單片機課程涉及模擬電路、數(shù)字電路、程序設(shè)計、計算機等多門課程內(nèi)容，硬件和軟件都要求掌握，硬件電路除了要了解單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還要掌握與單片機接口的各種芯片及元器件；軟件編程則需要學生掌握編程語言，這相比于其他課程難度較大?，F(xiàn)階段，在具體的教學過程中，多采用灌輸式教學為主，理論課教學以老師講、學生聽為主要形式；實驗課教學是老師講完實驗方法，學生按步驟操作。在剛開始的學習中，學生就普遍感到難學，不容易理解，產(chǎn)生畏難情緒進而放棄學習，這樣導致教學效果及教學有效性差?？偨Y(jié)分析原因如下：

（1）教師在課堂上按照教材的章節(jié)順序來授課，各知識點之間沒能有機地聯(lián)系起來，不能形成系統(tǒng)的概念，在剛開始介紹單片機的硬件結(jié)構(gòu)時，因為單片機內(nèi)部看不見摸不著，很難記憶與理解，學生就會覺得枯燥無味，繼而失去了學習興趣。

（2）學生聽得多做得少，動手機會少，所以即便理論考試成績不錯，但是要讓學生實際動手完成一個具體項目的設(shè)計，很多學生會無從下手。

（3）實驗以驗證性的小實驗為主，脫離了實際的應用，沒能和實際產(chǎn)品聯(lián)系起來，無法清楚了解單片機在一個控制系統(tǒng)中所起的作用。（4）教師隊伍年輕化，有些教師是直接從學校到學校，接觸實際工程項目的機會少，雖然理論知識掌握很好，但是教學過程中，理論聯(lián)系實際的能力一般，難以調(diào)動學生的學習積極性。

正是由于這些原因，本來實際操作性很強且很有意思的課程，學生卻對它望而卻步，沒有學到什么技能，當然也不能滿足企業(yè)的實際人才需求，因此，將項目教學法引入了單片機教學。

2　單片機項目教學法

2.1單片機教學“項目”的形成

通過對企業(yè)進行調(diào)研，了解相關(guān)企業(yè)對單片機技術(shù)人才的需求狀況，企業(yè)專家和教師經(jīng)過座談、討論共同確定課程的課程標準及面向的工作崗位，將本門課程相關(guān)的知識點進行梳理、整合、教學內(nèi)容形成若干個教學項目，把每一個教學項目分解為若干個學習性工作任務，最后形成以項目為導向、以任務為驅(qū)動、將理論知識傳授與能力培養(yǎng)融為一體的教學內(nèi)容。用具體工作任務來引領(lǐng)理論，使理論從屬于技能培養(yǎng)。教會學生如何完成具體的工作任務，關(guān)注學生學習結(jié)束之后能做什么，而不是知道什么，知識與技能的學習結(jié)合具體工作任務的完成過程來進行。

課前把項目設(shè)計任務書給學生，讓學生根據(jù)任務書搜集資料，分析具體需要哪些接口芯片與元器件，初步了解新接觸到的元器件，又需要什么樣的軟件開發(fā)平臺等，對具體任務有個初步的認識。課上首先提出項目具體任務及目標，接著分析如何完成本次任務，分析過程中可以設(shè)計一些開放性問題，讓學生主動思考，然后對完成本次任務需要用到的知識點進行講解。之后，學生分組討論出具體的實施方案后學生動手實踐，包括硬件電路設(shè)計、軟件設(shè)計、軟硬件聯(lián)調(diào)。在學生實踐過程中，教師巡視并指導。最后進行成果展示與交流、項目考核與總結(jié)。

在這一過程中，以學生為中心，以真實項目為載體，引導學生邊做邊學，在實踐中學習，讓學生學會思考，學會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，鍛煉動手能力，也提高了學習的積極性。動手環(huán)節(jié)除了采用Proteus軟件和Keil軟件相結(jié)合的仿真方式外，讓學生充分利用實驗室已有的硬件條件來制作并調(diào)試實際的電路。

3　項目教學實例

現(xiàn)就項目四中的一個子任務：“數(shù)字電壓表設(shè)計與實現(xiàn)”討論單片機項目教學的具體實施過程。

（1）設(shè)計目標。以多媒體或者實物作品的形式展示設(shè)計目標，學生有感官認識，并能夠產(chǎn)生興趣。本任務目標：使用AT89C51單片機，采用動態(tài)顯示的方式，把8通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0808采樣的電壓值的大小經(jīng)單片機處理后由數(shù)碼管顯示出來，量程為0～5V，精度能顯示小數(shù)點后兩位。

（2）方法分析和相關(guān)知識點講解。此項目中涉及到了模數(shù)轉(zhuǎn)換、顯示接口，教師可以引導學生構(gòu)思實現(xiàn)方法，比如顯示是使用數(shù)碼管還是LCD等，然后教師講解模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0808的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)、信號引腳以及與單片機接口，以及在完成過程中的一些注意事項。

（3）學生分組討論實施方案。把學生進行分組，可以2～3人一組，討論實施具體方案，得出各小組的設(shè)計方案。

（4）硬件設(shè)計。根據(jù)項目設(shè)計目標與設(shè)計方案在Proteus界面工作區(qū)中畫出電路圖。各小組方案不一樣，硬件設(shè)計圖有一些差別。

（5）軟件設(shè)計。將通過調(diào)試的程序加載到Proteus仿真電路的電路中，聯(lián)合調(diào)試。仿真調(diào)試通過后，學生在A ltium Designer軟件中繪制原理圖并設(shè)計PCB，制作實際產(chǎn)品，在實際硬件電路的制作與調(diào)試過程中既加深了對元器件的認識，又鍛煉了學生使用儀器儀表的方法的技能。比如如何用萬用表區(qū)分數(shù)碼管是共陰極還是共陽極。

（6）測試與評價。項目完成后，檢查項目的完成情況，展示學生的成果，學生與學生之間，學生與老師之間交流心得體會及經(jīng)驗。最后教師總結(jié)并評價。在項目完成后，學生以項目組為單位，完成資料的編寫與整理工作。其中包括相關(guān)軟件和硬件的使用，比如Keil軟件、Proteus軟件、A1tium Designer等軟件的使用；萬用表、示波器等常用儀器儀表的使用；要求學生做PPT進行匯報。這些工作的完成，可以加深項目設(shè)計的理解，還能提高文字排版、語言表達能力。

4　教學體會及效果

采用項目教學法進行單片機課程教學，激發(fā)了學生學習的主動性和興趣，學生的自學能力及鉆研能力也得到了提高，鍛煉了實際工作能力，能較好地適應企業(yè)需求。我校學生在2013年中國機器人大賽中獲一等獎一組、二等獎一組，在2014中國機器人大賽中獲一等獎一組、二等獎二組、三等獎二組。

5　結(jié)語

以項目為載體的教學設(shè)計，引導學生在做中學、學中做，在完成具體工作任務的過程中完成對單片機知識點的學習，提升了學生的實踐動手能力，提高了課程的教學質(zhì)量。

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［3］劉曉莉，張燕玲.高職教育單片機技術(shù)課程教學改革與實踐［J］.教育與職業(yè)，2012（12）：134—135.